在中国科学界的一项最新突破中，中国科学院长春光机所微纳光子学与材料国际实验室的杨建军团队，在飞秒激光技术领域取得了令人瞩目的成就。他们成功研发出一种无涂层持久超疏水表面的制备方法，这一创新不仅解决了金属表面在腐蚀性环境下难以保持超疏水性的长期难题，也为超疏水材料的应用开辟了全新的道路。
超疏水性能在金属表面的应用潜力巨大，包括自清洁、防腐、减阻和防冰等领域。然而，传统的超疏水制备方法，即通过制作微/纳米结构并使用低表面能有机物修饰，在实际应用中遇到了化学耐久性的挑战。特别是在腐蚀性环境中，如海水，涂层容易分解、疏松和剥落，导致超疏水性能大幅下降。
针对这一难题，杨建军团队提出了一种创新方法，即结合飞秒激光元素掺杂微纳结构（FLEM）与循环低温退火（RLA）。这种方法在金属铝合金表面构建了一种仿生蚁穴状结构（BAT），该结构以次晶相态为主导，实现了高效稳定的自启动超疏水效果。这种多级微纳结构不仅能够有效捕获空气，而且通过次晶相态的形成，大幅度降低了材料表面的自由能，从而赋予金属表面出色的超疏水化学稳定性。
实验结果显示，经过这种处理的金属样品在腐蚀性盐水浸泡2000小时后，其表面依然保持良好的超疏水性能。该结构的耐腐蚀性能也表现卓越，经过强烈的电化学反应测试后，材料表面的超疏水特性依然稳定存在，腐蚀电流低至10-12A/cm2，与未加工样品相比降低了5个数量级。这种自主性的超疏水金属表面还能承受不同酸碱溶液浸泡、紫外辐射和冷冻循环等多种苛刻环境的挑战。
为了从理论层面深入探究这一创新成果，杨建军团队与沈阳金属研究所的马会老师团队进行了紧密合作。他们运用从头计算方法，揭示了次晶相态形成对材料表面能降低和化学稳定性提升的重要作用，为这一研究提供了坚实的理论支撑。这一研究成果以题为“通过次晶相态形成实现无有机涂层超疏水金属表面”的论文形式，在知名学术期刊《Advanced Materials》上发表。
该论文的通讯单位为中国科学院长春光机所，通讯作者包括杨建军研究员、邹婷婷助理研究员和沈阳金属所的马会副研究员。博士生闫丹丹和徐文静共同担任论文的第一作者。这项研究工作还得到了中国科学院战略性先导科技专项的资助，体现了国家对科技创新和前沿技术研究的重视与支持。
